本發(fā)明提供一種六擋自動變速器,它涉及一種適合在乘用車的可動力換擋的自動變速器,其作為一種動力傳動裝置特別適用于前置前驅(qū)型乘用車輛。屬于汽車傳動系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域:
。
背景技術(shù):
:在乘用車領(lǐng)域,自動變速器(at)的布置方式有采用縱置布置方式的(應(yīng)用于前置后驅(qū)型車輛),也有采用橫置布置方式(應(yīng)用于前置前驅(qū)型車輛),也有采用直列布置方式的(應(yīng)用于后置后驅(qū)動)。乘用車自動變速器的變速機(jī)構(gòu)由多個行星齒輪組、傳遞和轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)速及扭矩的摩擦元件,如離合器、制動器及其伺服系統(tǒng)組成,它將液力變矩器傳來的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩變換后傳送給輸出軸,以驅(qū)動汽車。乘用車自動變速器的擋位數(shù)越多,傳動比系列越易被優(yōu)化,車輛就可以具有更好的燃油經(jīng)濟(jì)性以及駕駛性能。但是乘用車自動變速器的擋位數(shù)的增加也存在一些缺點(diǎn)。比如擋位數(shù)越多,變速器的體積也就越大,占用的布置空間也就越多,不利于車內(nèi)其他結(jié)構(gòu)的布置。另外,擋位數(shù)的增加也使變速器的操縱產(chǎn)生了新的設(shè)計問題,多自由度行星變速器實(shí)現(xiàn)每一個擋位都需要多個操縱件的配合使用,如果操縱方案不進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,實(shí)現(xiàn)換擋需要變換多個操縱件,會使相應(yīng)的操縱油路復(fù)雜,從而影響變速器的使用穩(wěn)定性和使用壽命。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:(一)發(fā)明目的本發(fā)明正是為了解決上述問題而提出的。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種用于前置前驅(qū)車輛的六擋自動變速器,使用盡可能少的行星齒輪組和換擋元件,以盡可能來保證所述六擋自動變速器的軸向長度較短、結(jié)構(gòu)較緊湊、效率較高,并且能找到一個連接電機(jī)的最合適位置,滿足所述六擋自動變速器對混合動力的要求。(二)技術(shù)方案為解決上述問題,本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明提供一種六擋自動變速器,由3個行星齒輪組(第一行星齒輪組(pg1)、第二行星齒輪組(pg2)、第三行星齒輪組(pg3))和5個換擋元件(第一制動器(b1)、第二制動器(b2)、第一離合器(c1)、第二離合器(c2)、第三離合器(c3))、六擋自動變速器箱體(0)、六擋自動變速器的第一軸(1)、六擋自動變速器的第二軸(2)組成,另外為了說明動力經(jīng)由六擋自動變速器所傳遞的路線,圖1和圖2所示的元件還有輸入軸(input)、液力變矩器(tc)、差速器兩側(cè)輸出端(output)、電機(jī)(tm)、第零離合器(c0);它們相互之間的關(guān)系是:3個行星齒輪組、5個換擋元件、六擋自動變速器的第一軸(1)、六擋自動變速器的第二軸(2)布置在六擋自動變速器箱體(0)內(nèi),圖1所示的液力變矩器(tc)布置在輸入軸(input)和六擋自動變速器的第一軸(1)之間并與它們相連,圖2所示的第零離合器(c0)布置在輸入軸(input)和六擋自動變速器的第一軸(1)之間并與它們相連,圖2所示的電機(jī)(tm)與六擋自動變速器的第一軸(1)相連;它們的形狀構(gòu)造是:所述六擋自動變速器箱體(0)、六擋自動變速器的第一軸(1)、六擋自動變速器的第二軸(2)、輸入軸(input)、差速器兩側(cè)輸出端(output)、液力變矩器(tc)、電機(jī)(tm)和第零離合器(c0)的形狀構(gòu)造是:它們的設(shè)計參數(shù)和尺寸由所述六擋自動變速器所對應(yīng)的匹配的整車布置和整車功能要求決定,其中液力變矩器(tc)選用帶有閉鎖功能的液力變矩器以用于減少其所帶來的液力損失;電機(jī)tm為直流電動機(jī)、交流三相感應(yīng)電動機(jī)、開關(guān)磁阻電動機(jī)或永磁無刷電動機(jī)等類型的汽車用電動機(jī);第零離合器(c0)為多片式濕式摩擦離合器,多片式濕式摩擦離合器是一種汽車上常用的離合器,其包含多組對偶片和摩擦片,通過它們之間選擇性的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)傳遞轉(zhuǎn)矩的作用;所述3個行星齒輪組由第一行星齒輪組(pg1)、第二行星齒輪組(pg2)、第三行星齒輪組(pg3)組成;它們相互之間的關(guān)系是:第一行星齒輪組(pg1)、第二行星齒輪組(pg2)、第三行星齒輪組(pg3)依次沿橫向間隔布置在六擋自動變速器的第一軸(1)上;所述第一行星齒輪組(pg1)包括第一太陽輪(s1)、第一齒圈(r1)和第一行星架(a1),所述第二行星齒輪組(pg2)包括第二太陽輪(s2)、第二齒圈(r2)和第二行星架(a2),所述第三行星齒輪組(pg3)包括第三太陽輪(s3)、第三齒圈(r3)和第三行星架(a3),它們相互之間的關(guān)系是:每個行星齒輪組的齒圈、行星架、太陽輪沿縱向間隔布置,第一太陽輪(s1)空套于六擋自動變速器的第一軸(1)上,第二太陽輪(s2)固定于六擋自動變速器的第一軸(1)上,第三太陽輪(s3)空套于六擋自動變速器的第一軸(1)上;每個行星齒輪組的齒圈、行星架、太陽輪按圖1或圖2所示的方法進(jìn)行相應(yīng)的嚙合連接,并且第一行星架(a1)與第二齒圈(r2)相連,第二行星架(a2)與第三齒圈(r3)相連;它們的形狀構(gòu)造是:它們的設(shè)計參數(shù)和尺寸由最終設(shè)計所述六擋自動變速器的各個行星齒輪組的特征參數(shù)決定;其中,第一太陽輪(s1)、第二太陽輪(s2)、第三太陽輪(s3)為外嚙合圓柱齒輪;第一齒圈(r1)、第二齒圈(r2)、第三齒圈(r3)為內(nèi)嚙合圓柱齒輪;第一行星架(a1)、第二行星架(a2)、第三行星架(a3)為兩側(cè)板和其間的連接板組成的空間支撐框架,在兩側(cè)板上布置有行星輪軸和軸承等;所述5個換擋元件由第一制動器(b1)、第二制動器(b2)、第一離合器(c1)、第二離合器(c2)、第三離合器(c3)組成;它們相互之間的關(guān)系是:第一制動器(b1)連接第一行星架(a1)和六擋自動變速器箱體(0);第二制動器(b2)連接所述第三太陽輪(s3)和六擋自動變速器箱體(0);第一離合器(c1)連接第一太陽輪(s1)和第二太陽輪(s2);第二離合器(c2)連接第一齒圈(r1)和第三太陽輪(s3);第三離合器(c3)連接第一太陽輪(s1)和第二行星架(a2);它們的形狀構(gòu)造是:第一離合器(c1)、第二離合器(c2)、第三離合器(c3)均是多片式濕式摩擦離合器,多片式濕式摩擦離合器是一種汽車上常用的離合器,其包含多組對偶片和摩擦片,通過它們之間選擇性的接合來實(shí)現(xiàn)傳遞轉(zhuǎn)矩的作用;第一制動器(b1)、第二制動器(b2)均是多片式濕式摩擦制動器,多片式濕式摩擦制動器是一種汽車上常用的制動器,其包含多組對偶片和摩擦片,通過它們之間選擇性的接合來實(shí)現(xiàn)停止傳遞轉(zhuǎn)矩的作用;當(dāng)然,本發(fā)明中的離合器與制動器可以采用除多片式濕式摩擦離合器、多片式濕式摩擦制動器之外其它形式的換擋元件亦能用,其結(jié)構(gòu)方案均在本發(fā)明的權(quán)利主張內(nèi);動力經(jīng)由所述六擋自動變速器所傳遞的路線是:動力從輸入軸(input)經(jīng)由圖1所示的液力變矩器(tc)或圖2所示的電機(jī)(tm)輸入,最終由第三行星架(a3)輸出至差速器兩側(cè)輸出端(output)傳遞至配備所述六擋自動變速器的前置前驅(qū)車輛的驅(qū)動輪;進(jìn)一步,通過第一制動器(b1)、第一離合器(c1)、第二離合器(c2)閉合,第二制動器(b2)、第三離合器(c3)打開,所述六擋自動變速器變?yōu)橐粨跛俦?;通過第一制動器(b1)、第二離合器(c2)、第三離合器(c3)閉合,第二制動器(b2)、第一離合器(c1)打開,所述六擋自動變速器變?yōu)槎跛俦龋煌ㄟ^第二制動器(b2)、第二離合器(c2)、第三離合器(c3)閉合,第一制動器(b1)、第一離合器(c1)打開,所述六擋自動變速器變?yōu)槿龘跛俦?;通過第二制動器(b2)、第一離合器(c1)、第二離合器(c2)閉合,第一制動器(b1)、第三離合器(c3)打開,所述六擋自動變速器變?yōu)樗膿跛俦?;通過第二制動器(b2)、第一離合器(c1)、第三離合器(c3)閉合,第一制動器(b1)、第二離合器(c2)打開,所述六擋自動變速器變?yōu)槲鍝跛俦?;通過第一離合器(c1)、第二離合器(c2)、第三離合器(c3)閉合,第一制動器(b1)、第二制動器(b2)打開,所述六擋自動變速器變?yōu)榱鶕跛俦?;通過第一制動器(b1)、第二制動器(b2)、第三離合器(c3)閉合,第一離合器(c1)、第二離合器(c2)打開,所述六擋自動變速器變?yōu)榈箵跛俦?;通過前述,所述六擋自動變速器可以獲得六個前進(jìn)擋和一個倒擋,并且所述六擋自動變速器每個擋位有三個換擋元件閉合,兩個換擋元件打開;在其換擋邏輯中,相鄰擋位之間的換擋全部為簡單換擋,即在換擋過程中只有一個換擋元件由閉合到打開,另一個換擋元件由打開到閉合;(三)優(yōu)點(diǎn)和功效本發(fā)明采用以上技術(shù)方案,具有以下優(yōu)點(diǎn):1:本技術(shù)方案的齒輪組只由3個行星齒輪組組成,使得變速器整體軸向長度縮短,整體緊湊。并且三個行星齒輪組的連接方式簡單,制造和裝配容易。2:本技術(shù)方案通過5個換擋元件即可實(shí)現(xiàn)6個前進(jìn)擋和1個倒檔,每個擋位由三個換擋元件閉合實(shí)現(xiàn),只有兩個換擋元件打開,減少了空轉(zhuǎn)損失。3:所述六擋自動變速器的所有相鄰擋位之間的換擋都是簡單換擋。即相鄰擋位換擋只需控制一個換擋元件接合一個換擋元件分開即可,換擋過程更加平順。4:所述六擋自動變速器可以容易地變成混合動力傳動裝置,作為一種方案,電機(jī)(tm)取代液力變矩器(tc),同時集成一個多片式的第零離合器(c0),從而形成并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。當(dāng)車輛起步或低速行駛時,只有電機(jī)驅(qū)動整個傳動系統(tǒng),第零離合器(c0)打開,這樣就可以使得發(fā)動機(jī)靜止;當(dāng)車輛需求功率較高時,第零離合器(c0)閉合,整車可以由發(fā)動機(jī)和電機(jī)同時輸出功率;此外,車輛也可以在制動或滑行工況下通過電機(jī)進(jìn)行能量回收。附圖說明下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明所述六擋自動變速器第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明所述六擋自動變速器第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明所述六擋自動變速器的換擋邏輯圖。圖中元件目錄標(biāo)號名稱input輸入軸output差速器兩側(cè)輸出端em電機(jī)tc液力變矩器0六擋自動變速器箱體1六擋自動變速器的第一軸2六擋自動變速器的第二軸pg1第一行星齒輪組pg2第二行星齒輪組pg3第三行星齒輪組s1第一太陽輪a1第一行星架r1第一齒圈s2第二太陽輪a2第二行星架r2第二齒圈s3第三太陽輪a3第三行星架r3第三齒圈b1第一制動器b2第二制動器c1第一離合器c2第二離合器c3第三離合器c0第零離合器具體實(shí)施方式實(shí)施例用于進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思,而不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。第一實(shí)施例:如圖1所示:本發(fā)明提供一種六擋自動變速器,由3個行星齒輪組(第一行星齒輪組pg1、第二行星齒輪組pg2、第三行星齒輪組pg3)和5個換擋元件(第一制動器b1、第二制動器b1、第一離合器c1、第二離合器c2、第三離合器c3)、六擋自動變速器箱體0、六擋自動變速器的第一軸1、六擋自動變速器的第二軸2組成,另外為了說明動力經(jīng)由六擋自動變速器所傳遞的路線,圖1所示的元件還有輸入軸input、液力變矩器tc、差速器兩側(cè)輸出端output;它們相互之間的關(guān)系是:3個行星齒輪組、5個換擋元件、六擋自動變速器的第一軸1、六擋自動變速器的第二軸2布置在六擋自動變速器箱體0內(nèi),液力變矩器tc布置在輸入軸input和六擋自動變速器的第一軸1之間并與它們相連;它們的形狀構(gòu)造是:所述六擋自動變速器箱體0、六擋自動變速器的第一軸1、六擋自動變速器的第二軸2、輸入軸input、差速器兩側(cè)輸出端output、液力變矩器tc的形狀構(gòu)造是:它們的設(shè)計參數(shù)和尺寸由所述六擋自動變速器所對應(yīng)的匹配的整車布置和整車功能要求決定,其中,六擋自動變速器箱體0為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄壁類金屬零件,呈箱形,其表面具有多處加工部位,如軸承孔、叉軸孔、定位削孔、螺釘連接孔以及各種安裝平面等,材料可選用鋁合金等;六擋自動變速器的第一軸1、六擋自動變速器的第二軸2、輸入軸input、差速器兩側(cè)輸出端output為軸類零件,可采用階梯軸的形式,其上可布置花鍵,材料可選用合金鋼等,可經(jīng)滲碳淬火回火處理;液力變矩器tc選用帶有閉鎖功能的液力變矩器以用于減少其所帶來的液力損失;所述3個行星齒輪組由第一行星齒輪組pg1、第二行星齒輪組pg2、第三行星齒輪組pg3組成;它們相互之間的關(guān)系是:第一行星齒輪組pg1、第二行星齒輪組pg2、第三行星齒輪組pg3依次沿橫向間隔布置在六擋自動變速器的第一軸1上;所述第一行星齒輪組pg1包括第一太陽輪s1、第一齒圈r1和第一行星架a1,所述第二行星齒輪組pg2包括第二太陽輪s2、第二齒圈r2和第二行星架a2,所述第三行星齒輪組pg3包括第三太陽輪s3、第三齒圈r3和第三行星架a3,它們相互之間的關(guān)系是:每個行星齒輪組的齒圈、行星架、太陽輪沿縱向間隔布置,第一太陽輪s1空套于六擋自動變速器的第一軸1上,第二太陽輪s2固定于六擋自動變速器的第一軸1上,第三太陽輪s3空套于六擋自動變速器的第一軸1上;每個行星齒輪組的齒圈、行星架、太陽輪按圖1所示的方法進(jìn)行相應(yīng)的嚙合連接,并且第一行星架a1與第二齒圈r2相連,第二行星架a2與第三齒圈r3相連;它們的形狀構(gòu)造是:它們的設(shè)計參數(shù)和尺寸由最終設(shè)計所述六擋自動變速器的各個行星齒輪組的特征參數(shù)決定;其中,第一太陽輪s1、第二太陽輪s2、第三太陽輪s3為外嚙合圓柱齒輪,第一齒圈r1、第二齒圈r2、第三齒圈r3為內(nèi)嚙合圓柱齒輪,它們均可進(jìn)行變位切削及各種修形、修緣,各個齒輪的齒數(shù)和模數(shù)可由齒輪強(qiáng)度、質(zhì)量、噪聲以及工藝要求等設(shè)計要求決定,齒輪精度等級可根據(jù)使用性能要求和制造工藝條件及成本來綜合平衡決定,齒輪材料可選用合金鋼等,可經(jīng)滲碳淬火低溫回火熱處理;第一行星架a1、第二行星架a2、第三行星架a3為兩側(cè)板和其間的連接板組成的空間支撐框架,在兩側(cè)板上布置有行星輪軸和軸承等;所述5個換擋元件由第一制動器b1、第二制動器b2、第一離合器c1、第二離合器c2、第三離合器c3組成;它們相互之間的關(guān)系是:第一制動器b1連接第一行星架a1和六擋自動變速器箱體0;第二制動器b2連接所述第三太陽輪s3和六擋自動變速器箱體0;第一離合器c1連接第一太陽輪s1和第二太陽輪s2;第二離合器c2連接第一齒圈r1和第三太陽輪s3;第三離合器c3連接第一太陽輪s1和第二行星架a2;它們的形狀構(gòu)造是:第一離合器c1、第二離合器c2、第三離合器c3均是多片式濕式摩擦離合器,多片式濕式摩擦離合器是一種汽車上常用的離合器,其包含多組對偶片和摩擦片,通過它們之間選擇性的接合來實(shí)現(xiàn)傳遞轉(zhuǎn)矩的作用;第一制動器b1、第二制動器b2均是多片式濕式摩擦制動器,多片式濕式摩擦制動器是一種汽車上常用的制動器,其包含多組對偶片和摩擦片,通過它們之間選擇性的接合來實(shí)現(xiàn)停止傳遞轉(zhuǎn)矩的作用;當(dāng)然,本發(fā)明中的離合器與制動器可以采用除多片式濕式摩擦離合器、多片式濕式摩擦制動器之外其它形式的換擋元件,其結(jié)構(gòu)方案均在本發(fā)明的權(quán)利主張內(nèi);動力經(jīng)由所述六擋自動變速器所傳遞的路線是:動力從輸入軸input經(jīng)由圖1所示的液力變矩器tc輸入,最終由第三行星架a3輸出至差速器兩側(cè)輸出端output傳遞至配備所述六擋自動變速器的前置前驅(qū)車輛的驅(qū)動輪;第二實(shí)施例:如圖2所示:第二實(shí)施例為第一實(shí)施例所述六擋自動變速器的另一種應(yīng)用情況,稱之為混合動力傳動方案。第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例基本相同,不同之處在于用電機(jī)tm替代了液力變矩器tc,并增加了第零離合器c0。第零離合器c0布置在輸入軸input和六擋自動變速器的第一軸1之間并與它們相連,電機(jī)tm與六擋自動變速器的第一軸1相連;第零離合器c0用于切斷和連接車輛的發(fā)動機(jī)所提供的動力。當(dāng)車輛起步或低速行駛時,離合器c0打開,只有電機(jī)tm驅(qū)動傳動系統(tǒng);當(dāng)車輛需求功率較高時,例如高速行駛工況,離合器c0閉合連接車輛的發(fā)動機(jī),使發(fā)動機(jī)輸出的動力通過第零離合器c0來驅(qū)動車輛傳動系統(tǒng)。所述六擋自動變速器內(nèi)部各個零部件的形狀構(gòu)造是:所述3個行星齒輪組(第一行星齒輪組pg1(包括第一太陽輪s1、第一齒圈r1和第一行星架a1)、第二行星齒輪組pg2(包括第二太陽輪s2、第二齒圈r2和第二行星架a2)、第三行星齒輪組pg3(包括第三太陽輪s3、第三齒圈r3和第三行星架a3)、5個換擋元件(第一制動器b1、第二制動器b2、第一離合器c1、第二離合器c2、第三離合器c3)、六擋自動變速器箱體0、輸入軸input、六擋自動變速器的第一軸1、六擋自動變速器的第二軸2、差速器兩側(cè)輸出端output的設(shè)計參數(shù)和尺寸的確定與第一實(shí)施例相同;所述電機(jī)tm和第零離合器c0的設(shè)計參數(shù)和尺寸由六擋自動變速器所對應(yīng)的匹配的整車布置和整車功能要求決定,其中,電機(jī)tm為直流電動機(jī)、交流三相感應(yīng)電動機(jī)、開關(guān)磁阻電動機(jī)或永磁無刷電動機(jī)等類型的汽車用電動機(jī);第零離合器c0可采用多片式濕式摩擦離合器,多片式濕式摩擦離合器是一種汽車上常用的離合器,其包含多組對偶片和摩擦片,通過它們之間選擇性的接合來實(shí)現(xiàn)傳遞轉(zhuǎn)矩的作用;當(dāng)然,第零離合器c0可以采用除多片式濕式摩擦離合器之外其它形式的換擋元件,其結(jié)構(gòu)方案均在本發(fā)明的權(quán)利主張內(nèi);動力經(jīng)由所述六擋自動變速器所傳遞的路線是:動力從輸入軸input經(jīng)由電機(jī)tm輸入,最終由第三行星架a3輸出至差速器兩側(cè)輸出端output傳遞至配備所述六擋自動變速器的前置前驅(qū)車輛的驅(qū)動輪;本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例提到的結(jié)構(gòu)和方法,一切本領(lǐng)域的技術(shù)人員不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動就可以進(jìn)行的等效變換都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。如圖3所示:換擋邏輯圖顯示了如何使用這些換擋元件的組合實(shí)現(xiàn)一個倒擋和六個前進(jìn)擋。在換擋邏輯圖中,空白表示相應(yīng)的換擋元件處于打開狀態(tài),●表示相應(yīng)的換擋元件處于閉合狀態(tài)。對于每個行駛擋位,五個換擋元件中有三個閉合,兩個打開。進(jìn)一步,通過第一制動器b1、第一離合器c1、第二離合器c2閉合,第二制動器b2、第三離合器c3打開,六擋自動變速器形成一擋動力輸出;通過第一制動器b1、第二離合器c2、第三離合器c3閉合,第二制動器b2、第一離合器c1打開,六擋自動變速器形成二擋動力輸出;通過第二制動器b2、第二離合器c2、第三離合器c3閉合,第一制動器b1、第一離合器c1打開,六擋自動變速器形成三擋動力輸出;通過第二制動器b2、第一離合器c1、第二離合器c2閉合,第一制動器b1、第三離合器c3打開,六擋自動變速器形成四擋動力輸出;通過第二制動器b2、第一離合器c1、第三離合器c3閉合,第一制動器b2、第二離合器c2打開,六擋自動變速器形成五擋動力輸出;通過第一離合器c1、第二離合器c2、第三離合器c3閉合,第一制動器b1、第二制動器b2打開,六擋自動變速器形成六擋動力輸出;通過第一制動器b1、第二制動器b2、第三離合器c3閉合,第一離合器c1、第二離合器c2打開,六擋自動變速器形成倒擋動力輸出;需要說明的是,只要連接的構(gòu)件不變,此結(jié)構(gòu)中各個離合器和制動器的位置可以根據(jù)工程實(shí)際技術(shù)要求進(jìn)行調(diào)整,其仍在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。最后說明的是,以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制,盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。當(dāng)前第1頁12